Automobilka Toyota Peugeot Citroën Automobiles je joint-venture firem Toyota Motor Corporation a PSA Peugeot Citroën. Byla postavena v roce 2002 v průmyslové zóně Kolín-Ovčáry. Výroba se rozběhla v únoru 2005 a už v následujícím roce dosáhla plánované roční kapacity 300 000 vozidel. V TPCA v současnosti pracuje 3500 zaměstnanců. Tržby v roce 2007 překročily hranici 50 miliard Kč, a TPCA se tak stala třetím největším exportérem v České republice. Kolínská automobilka vyrábí modely Toyota Aygo, Peugeot 107 a Citroën C1. Loni v prosinci TPCA vyrobila miliónté auto.

Dodávky manipulační techniky se řešily při prvních projektech

Už při výstavbě hal nové automobilky se začala řešit otázka dodávky manipulační techniky. „Naše aktivity zpočátku směřovaly k dodavatelům elektrické manipulační techniky. Ti se na nás jako na svého dodavatele obraceli se žádostí o řešení celého systému zásobování jejich strojů energií. To zahrnuje nejen samotné baterie a nabíječe, ale i systém výměny baterií a řešení prostoru pro nabíjení a podobně,“ říká Martin Hájek, manažer projektových řešení divize Motive Power české pobočky společnosti EnerSys. Správné vyřešení tohoto úkolu je velmi důležité pro provoz manipulační techniky. Bylo zřejmé, že pro optimální návrh je bezpodmínečně nutné spolupracovat přímo s budoucím uživatelem, se společností TPCA. „Proto vznikla pracovní skupina, v níž byli zástupci automobilky, projektanta, stavebního dozoru a naší firmy. Cílem bylo vytvořit takové podmínky, aby provoz manipulační techniky nikdy nebyl omezen nedostatkem energie a aby náklady na ni byly co nejnižší,“ vysvětluje Martin Hájek.
Práce na projektu probíhaly podle stanovené šablony. V první řadě proběhl výběr manipulační techniky, který určuje velikost baterií a způsob jejich výměny. Na základě zvolených typů vozíků byly vybrány vhodné typy baterií, což ovlivňuje způsob vytvoření místa pro nabíjení nebo nároky na údržbu. Na tento krok přímo navazuje výběr vhodných nabíječů, z čehož vyplynou konkrétní představy o prostorách pro nabíjení. Rychlost nabíjení pak přímo ovlivňuje potřebný počet baterií. Následuje koncepce a návrh prostorů pro nabíjení a návrh vhodných technologií pro optimalizaci budoucího provozu, jako je například Battery management system.

Vysokofrekvenční nabíječe šetří elektrickou energii

Výrobce automobilů pro zabezpečení hladkého chodu manipulační techniky jednoznačně požadoval baterie s dostatečným výkonem, dlouhou životností, vysokou spolehlivostí, nízkými náklady a nároky na údržbu, vysokou bezpečností a odpovídající cenou. Od nabíječů požadoval optimální nabíjecí charakteristiky šetrné k baterii, krátké nabíjecí časy, bezporuchovost, vysokou účinnost a tím také úspory nákladů na elektrickou energii. Nabíječe měly být zároveň navržené tak, aby existovala možnost jejich přizpůsobení novým technologiím. Systém výměny baterií měl zase zajistit krátké časy na výměnu, jednoduchost a přehled o nabíjení baterií. Všechny tyto požadavky byly během projektu diskutovány a zohledňovány, především se snahou o nejvyšší možnou míru bezpečnosti celého systému, bezproblémovou funkčnost a spolehlivost, minimalizaci budoucích provozních nákladů a přijatelnost investičních nákladů.
Společnost EnerSys se rozhodla pro dodávku nabíječů typu Hawker Powertech. Protože v TPCA jezdí více než sto vozíků různých typů, odpovídá tomu i počet nabíječů. Jde o vysokofrekvenční nabíječe s nabíjecí charakteristikou vhodnou pro nabíjení baterií se sníženou údržbovostí typu Hawker WF200 plus. Nabíječe ušetří přibližně 20–30 % nákladů na elektrickou energii oproti standardně používaným 50Hz nabíječům. Dodané zařízení před zahájením nabíjení testuje baterii a podle odezvy nastavuje optimální parametry nabíjení. Testování probíhá i v průběhu nabíjení a především na jeho konci, kdy je baterie velmi citlivá na přesné dodržení nabíjecí charakteristiky.
Nabíječ má vlastní paměť na posledních 100 nabíjecích cyklů, na displeji jsou aktuálně zobrazovány všechny důležité informace o průběhu nabíjení, případně poruchová hlášení. Nabíječe jsou vybaveny vzduchovou pumpou, která během nabíjecího cyklu vhání vzduch do zvláštního systému trubiček na baterii. Vháněný vzduch zabezpečuje cirkulaci elektrolytu uvnitř článku, čímž se dosáhne kratších nabíjecích časů, úspor elektrické energie, sníží se teplota baterie a tím se prodlouží její životnost. Dalšími výhodami cirkulace elektrolytu je zpomalení rozkladu vody, čímž se prodlouží interval jejího doplňování.
„I když jsou vysokofrekvenční nabíječe o něco dražší než standardní padesátiherzové, dokáží ušetřit velké množství elektrické energie a tím i financí. Proto je doporučujeme uživatelům se silným provozem manipulační techniky,“ konstatuje Martin Hájek. Řešení se standardní baterií 80 V / 660 Ah a standardním 50Hz nabíječem s výkonem 79 kWh pro ukázku srovnává s řešením použitým v TPCA, zahrnující baterii Hawker WF200 plus 80 V / 660 Ah a vysokofrekvenční nabíječ s výkonem 61 kWh. Úspora při druhé možnosti představuje přibližně 18 kWh za jeden nabíjecí cyklus. „Pokud počítáme dva nabíjecí cykly na jeden nabíječ denně, úspora po čtyřech letech provozu automobilky představuje u jednoho nabíječe přibližně 48 200 kWh,“ přibližuje Martin Hájek.

Při nabíjení baterií unikají nebezpečné plyny

Aby obsluha manipulační techniky při výměně baterií věděla, která baterie je nabitá a připravená k výměně, použila firma EnerSys v nabíjárnách Battery management system. Ten řídí správnou rotaci baterií v celé nabíjecí stanici. Všechny nabíječe jsou propojeny do lokální sítě, která je připojena na PC se speciálním softwarem. Nabíječe jsou jeden po druhém postupně skenovány v krátkých intervalech. Software vyhodnocuje získaná data a na obrazovce umístěné v místě výměny zobrazuje pořadí baterií, podle kterého mají být nasazovány do manipulační techniky na principu FIFO. Obsluha díky tomu nemusí pracně hledat baterii, která je plně nabitá a nejdéle odstavená. Díky tomuto řešení se výrazně zkracuje čas potřebný pro výměnu akumulátorů, rovnoměrným opotřebováváním se prodlouží jejich životnost a sníží se počet baterií nutný pro zabezpečení daného provozu.
Nabíjecí stanice byly budovány podle projektu, který byl součástí dodávky společnosti EnerSys. Základem nabíjárny je jednoduchý přístup pro obsluhu manipulační techniky, přehlednost a dodržování všech zásad bezpečnosti práce. Prostory nabíjárny jsou vybaveny podtlakovou vzduchotechnikou zajišťující účinné odsávání vodíku, výbušného už při nízkých koncentracích. Potrubí je nainstalováno nad podhledem a vyvedeno výkonnými ventilátory mimo prostor haly.
Každá z pěti nabíjecích stanic v automobilce TPCA je vybavena jeřábem o nosnosti 2000 kg. V největších stanicích jsou tyto jeřáby dva. Tento počet zajišťuje bezproblémovou výměnu baterií pro obsluhu manipulační techniky.

O zařízení v automobilce se stará vyškolená obsluha

Nabíjecí stanice investorovi postupně přebíral koncem roku 2004, Battery management system byl nasazen po dalších několika měsících. Výběr dodavatele zařízení proběhl prostřednictvím tendru, který vyhrála právě společnost EnerSys. „Výběr vítězného projektu byl zvláštní v tom, že investor se velmi zajímal o to, zda má budoucí dodavatel odpovídající předpoklady pro úplnou a řádnou realizaci a provozování celého systému. Velmi dobře a aktivně spolupracoval při hledání nejvhodnějšího řešení. Důležitým faktorem bylo, že o koncepci celého systému investor rozhodoval nejen podle ceny, ale především podle celkové užitkové hodnotě,“ přibližuje Martin Hájek.
Spokojenost netají ani automobilka. „Všechny dodávky a instalace zařízení od společnosti EnerSys proběhly s vysokou profesionalitou a s fungováním celého řešení jsme plně spokojeni,“ konstatuje ve svém referenčním listu F. Rellier, project manager společnosti TPCA.
Dodávkou techniky práce dodavatele nekončí. Na místě je jeden technik, který se stará o všechny baterie a nabíječe. Pro případ, že nemůže opravu provést na místě, má společnost EnerSys k dispozici celou servisní síť s několika servisními středisky po celé České republice.